輸電線路的接地保護(hù)與距離保護(hù)

電力工程基礎(chǔ)魏佳丹Tel:84892313(omail:weijiadan@南京航空航天大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院電氣工程系（智能樓403房間）南京航空航天大學(xué)《電力工程基礎(chǔ)》第六章電力系統(tǒng)繼電保護(hù)§6-1繼電保護(hù)的基本知識(shí)§6-2常用保護(hù)繼電器§6-3線路的電流電壓保護(hù)§6-5輸電線路的接地保護(hù)§6-6距離保護(hù)簡(jiǎn)介§6-7電力變壓器的保護(hù)§6-9電力電容器的保護(hù)§6-4電網(wǎng)的方向電流保護(hù)6.5輸電線路的接地保護(hù)

一、概述大接地電流系統(tǒng)中的單相接地短路保護(hù)：采用完全星形接線的相間電流電壓保護(hù)——靈敏度常常不能滿足要求；裝設(shè)專門的接地短路保護(hù)——反映零序電流、零序電壓和零序功率的保護(hù)。小接地電流系統(tǒng)中的單相接地短路保護(hù)：當(dāng)單相接地電流較大時(shí)，應(yīng)裝設(shè)單相接地保護(hù)，使之動(dòng)作于信號(hào)，以便讓運(yùn)行人員及時(shí)采取措施消除故障。二、大接地電流系統(tǒng)中的接地保護(hù)1.零序電流、零序電壓和零序功率的分布（圖6-32）圖6-32接地短路時(shí)的零序等效網(wǎng)絡(luò)6.5輸電線路的接地保護(hù)

由圖6-32可見(jiàn)，零序分量具有以下特點(diǎn)：故障點(diǎn)的零序電壓最高，變壓器中性點(diǎn)接地處的零序電壓為0。保護(hù)安裝處設(shè)母線A、B的零序電壓分別為和;零序電流的分布與中性點(diǎn)接地的位置和數(shù)目有關(guān)。在圖6-32所示網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生單相接地短路時(shí)，有和若發(fā)電廠A的中性點(diǎn)接地變壓器臺(tái)數(shù)增多，將減小，從而使和增大，減小；若變電所B內(nèi)的變壓器中性點(diǎn)不接地，則，也將增大且等于。6.5輸電線路的接地保護(hù)

零序功率。由于故障點(diǎn)的零序電壓最高，所以故障點(diǎn)的零序功率也最大。注意：由于在故障線路上，零序功率的方向是由線路指向母線（與正序功率相反），因此，零序功率方向繼電器都是在負(fù)值零序功率下動(dòng)作的。2.零序分量的獲取方法零序電流的獲取架空線路：用零序電流濾過(guò)器（圖6-33a）。電纜線路：用零序電流互感器（圖6-33b）。圖6-33零序電流的獲取a）零序電流濾過(guò)器b）零序電流互感器6.5輸電線路的接地保護(hù)

零序電壓的獲取：通過(guò)電壓互感器獲得。將三個(gè)單相電壓互感器的副邊繞組接成開(kāi)口三角形繞組來(lái)獲取（圖6-34a）從三相五柱式電壓互感器二次側(cè)的開(kāi)口三角形繞組來(lái)獲?。▓D6-34b）圖6-34零序電壓互感器a）三單相式b）三相五柱式6.5輸電線路的接地保護(hù)

3.大接地電流系統(tǒng)的零序電流保護(hù)通常采用三段式零序電流保護(hù)。第Ⅰ段為瞬時(shí)零序電流速斷保護(hù)，第Ⅱ段為帶時(shí)限零序電流速斷保護(hù)，第Ⅲ段為定時(shí)限零序過(guò)電流保護(hù)，其原理接線圖如圖6-35所示。圖6-35三段式零序電流保護(hù)原理接線圖6.5輸電線路的接地保護(hù)

動(dòng)作電流：躲過(guò)下一級(jí)相鄰線路首端發(fā)生短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)安裝處的最大零序電流，即瞬時(shí)零序電流速斷保護(hù)式中，Krel取1.2~1.3。靈敏度校驗(yàn)：零序電流I段的保護(hù)范圍也應(yīng)不小于本線路全長(zhǎng)的15%～20%。注意：由于線路的零序阻抗比正序阻抗大，故的曲線較陡，因此，零序電流I段的保護(hù)范圍比一般的電流I段大得多，且保護(hù)范圍也比較穩(wěn)定。計(jì)算3I0.max的運(yùn)行方式是：故障點(diǎn)的最小，保護(hù)安裝側(cè)變壓器中性點(diǎn)接地最多，線路末端變壓器不接地。當(dāng)＞時(shí)，采用單相接地短路，反之則采用兩相接地短路6.5輸電線路的接地保護(hù)

帶時(shí)限零序電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流：應(yīng)與下一級(jí)線路的零序I段相配合。但是，當(dāng)兩個(gè)保護(hù)之間的變電所母線上接有中性點(diǎn)接地的變壓器時(shí)，如圖6-36所示，應(yīng)考慮該變壓器的影響。因此

式中，Krel取1.1~1.2；Kb為分支系數(shù)。圖6-36帶時(shí)限零序電流速斷保護(hù)的作用原理等于下一級(jí)線路零序電流速斷保護(hù)范圍末端接地短路時(shí)，流過(guò)故障線路和被保護(hù)線路的零序電流之比，即，應(yīng)取最小值。6.5輸電線路的接地保護(hù)

零序過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間：與下一級(jí)線路零序I段相配合，一般取0.5s。靈敏度校驗(yàn)：按最小運(yùn)行方式下被保護(hù)線路末端發(fā)生接地短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)的最小3倍零序電流來(lái)校驗(yàn)，要求Ks≥1.3～1.5。若靈敏度不滿足要求，可與下一級(jí)線路的零序電流II段相配合。動(dòng)作電流：躲過(guò)下一線路首端三相短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)裝置的最大零序不平衡電流，即式中，Krel取1.2~1.3。6.5輸電線路的接地保護(hù)

靈敏度校驗(yàn)：按被保護(hù)范圍末端發(fā)生接地短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)的最小3倍零序電流來(lái)校驗(yàn)，作近后備時(shí)（本線路末端短路），要求Ks≥1.3～1.5；作遠(yuǎn)后備時(shí)（相鄰線路末端短路），要求Ks≥1.2。動(dòng)作時(shí)間：按階梯原則整定，如圖6-37所示。圖6-37零序過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限由圖可知，同一線路上零序過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限比相間短路過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限小。6.5輸電線路的接地保護(hù)

4.方向性零序電流保護(hù)在雙電源和多電源的大接地電流系統(tǒng)中，為了保證接地故障時(shí)零序電流保護(hù)動(dòng)作的選擇性，要加裝零序功率方向繼電器，以構(gòu)成零序功率方向保護(hù)。零序功率方向繼電器的接線（圖6-38a）而電力系統(tǒng)中實(shí)際使用的零序功率方向繼電器最大最靈敏角為70o～85o，由于在規(guī)定的電流、電壓正方向下，當(dāng)被保護(hù)線路正方向發(fā)生接地短路時(shí)，超前約90o～

110o，因此，在使用零序功率方向繼電器時(shí)，若以正極性端接入繼電器電流線圈的極性端，則必須以負(fù)極性端接入繼電器電壓線圈的極性端，這時(shí)接入繼電器的電流和電壓分別為：即繼電器的最大靈敏角為–90°～–110°6.5輸電線路的接地保護(hù)

由圖6-38b的相量圖可以看出，此時(shí)滯后70o，即，則正方向發(fā)生接地故障時(shí)繼電器最靈敏。圖6-38零序功率方向繼電器的接線a）接線原理圖b）接入和的相量圖

6.5輸電線路的接地保護(hù)

零序功率方向繼電器的靈敏度校驗(yàn)式中，為保護(hù)區(qū)末端接地短路時(shí)，保護(hù)安裝處的最小零序功率；為零序功率方向繼電器的動(dòng)作功率。說(shuō)明：由于接地故障點(diǎn)的零序電壓最高，所以當(dāng)接地故障位于保護(hù)安裝處附近時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)零序方向繼電器的電壓死區(qū)。根據(jù)規(guī)程要求，作近后備時(shí)（本線路末端接地短路），Ks≥1.5；作遠(yuǎn)后備時(shí)（相鄰線路末端接地短路），Ks≥2。6.5輸電線路的接地保護(hù)

三、小接地電流系統(tǒng)的接地保護(hù)1.小接地電流系統(tǒng)中單相接地時(shí)電容電流的分布（圖6-39）圖6-39小接地電流系統(tǒng)中單相接地時(shí)電容電流的分布6.5輸電線路的接地保護(hù)

由圖6-39可知，電容電流分布的特點(diǎn)如下：發(fā)生單相接地，全系統(tǒng)都會(huì)出現(xiàn)零序電壓。非故障線路的C相對(duì)地電容電流為零，只有A相和B相有電容電流；而故障線路的C相對(duì)地電容電流不為零。非故障線路的零序電流為該線路本身對(duì)地的電容電流，其方向由母線指向線路。對(duì)故障線路WL3而言，C相中有從線路流向母線，A、B相中有從母線流向線路，所以，故障線路始端所反應(yīng)的零序電流為：上式說(shuō)明，故障線路的零序電流為所有非故障線路零序電流之和，其方向是從由線路流向母線。6.5輸電線路的接地保護(hù)

2.小接地電流系統(tǒng)的單相接地保護(hù)絕緣監(jiān)視裝置：發(fā)生單相接地故障時(shí)，利用母線電壓互感器二次側(cè)開(kāi)口三角形端子上零序電壓來(lái)起動(dòng)過(guò)電壓繼電器，動(dòng)作于信號(hào)。零序電流保護(hù)：根據(jù)故障線路零序電流大于非故障線路零序電流這一特點(diǎn)，可以構(gòu)成有選擇性的零序電流保護(hù)，并可動(dòng)作于信號(hào)或跳閘。對(duì)于架空線路：采用零序電流濾過(guò)器，動(dòng)作電流為：特點(diǎn)：保護(hù)比較簡(jiǎn)單，但給出的信號(hào)沒(méi)有選擇性。為正常負(fù)荷電流產(chǎn)生的不平衡電流

說(shuō)明：按上式確定的動(dòng)作電流，一般不能躲開(kāi)本線路外部三相短路時(shí)所出現(xiàn)的不平衡電流，因此應(yīng)加裝時(shí)限元件來(lái)保證選擇性，其動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比相間短路的過(guò)電流保護(hù)大一個(gè)。動(dòng)作電流6.5輸電線路的接地保護(hù)

對(duì)于電纜線路：采用零序電流互感器，其動(dòng)作電流為：

電纜線路正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電流很小，可忽略靈敏度校驗(yàn)：

式中，為本線路單相接地時(shí)，非故障線路對(duì)地電容電流的總和，應(yīng)取最小值。對(duì)架空線路，要求Ks≥1.5；對(duì)電纜線路，要求Ks

≥1.25。零序功率方向保護(hù)：利用故障線路和非故障線路的保護(hù)安裝處零序功率方向相反的特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)有選擇性的保護(hù)，動(dòng)作于信號(hào)或跳閘。適用于零序電流保護(hù)的靈敏度不滿足要求和接線復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中。6.5輸電線路的接地保護(hù)

第六章電力系統(tǒng)繼電保護(hù)§6-1繼電保護(hù)的基本知識(shí)§6-2常用保護(hù)繼電器§6-3線路的電流電壓保護(hù)§6-5輸電線路的接地保護(hù)§6-6距離保護(hù)簡(jiǎn)介§6-7電力變壓器的保護(hù)§6-9電力電容器的保護(hù)§6-4電網(wǎng)的方向電流保護(hù)6.6距離保護(hù)簡(jiǎn)介一、距離保護(hù)的基本概念距離保護(hù)是反應(yīng)保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)的距離（或阻抗），并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定是否動(dòng)作的一種保護(hù)裝置。

正常工作時(shí)，保護(hù)安裝處測(cè)量到的電壓為，電流為負(fù)荷電流，比值基本上是負(fù)荷阻抗，其值較大。當(dāng)系統(tǒng)短路時(shí)，保護(hù)安裝處測(cè)量到的電壓為殘余電壓，電流為短路電流，比值為短路阻抗，其值較小。距離保護(hù)的工作原理距離保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)：由于只與短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離有關(guān)，因此，用構(gòu)成的距離保護(hù)，其保護(hù)范圍基本上不受運(yùn)行方式變化的影響。距離保護(hù)的保護(hù)范圍距離保護(hù)的保護(hù)范圍用整定阻抗Zset值的大小來(lái)表示。當(dāng)線路發(fā)生短路時(shí)，若距離保護(hù)的測(cè)量阻抗Zm小于整定阻抗，即Zm＜Zset，保護(hù)動(dòng)作；若Zm＞Zset，則保護(hù)不動(dòng)作。因此，距離保護(hù)實(shí)質(zhì)上是一種低量動(dòng)作保護(hù)。二、距離保護(hù)的時(shí)限特性采用三段式階梯延時(shí)特性，如圖6-40所示。

第I段：保護(hù)范圍為本線路全長(zhǎng)的80%～85%，動(dòng)作時(shí)限為繼電器本身的固有時(shí)間。第II段：保護(hù)范圍為本線路全長(zhǎng)的125%，其動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比下一線的第I段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限大

。6.6距離保護(hù)簡(jiǎn)介第III段：保護(hù)范圍較長(zhǎng)，包括本線路和下一線路全長(zhǎng)乃至更遠(yuǎn)，其動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比下一線路第III段的動(dòng)作時(shí)限大。圖6-40距離保護(hù)的時(shí)限特性6.6距離保護(hù)簡(jiǎn)介三、距離保護(hù)的主要組成元件三段式距離保護(hù)裝置的簡(jiǎn)化邏輯框圖如圖6-41所示。起動(dòng)元件：采用過(guò)電流繼電器或阻抗繼電器。圖6-41三段式距離保護(hù)的組成元件框圖6.6距離保護(hù)簡(jiǎn)介方向元件：可采用單獨(dú)的功率方向繼電器，但更多的是采用方向阻抗繼電器，既作為方向元件，又作為阻抗元件。測(cè)量元件：采用帶方向性的阻抗繼電器。時(shí)間元件：采用時(shí)間繼電器或延時(shí)電路。6.6距離保護(hù)簡(jiǎn)介四、阻抗繼電器的基本構(gòu)成原理與動(dòng)作特性圖6-42中，設(shè)BC線路距離Ⅰ段的整定阻抗Zset=0.85ZBC，并設(shè)，則阻抗繼電器的動(dòng)作特性應(yīng)是在Zset范圍內(nèi)的一條線段，由于受短路點(diǎn)過(guò)渡電阻和互感器角誤差的影響，通常用包含該線段在內(nèi)的一個(gè)圓來(lái)表示。圖6-42阻抗繼電器的動(dòng)作特性1—全阻抗繼電器特性圓2—方向阻抗繼電器特性圓全阻抗繼電器：以B點(diǎn)為圓心，以Zset為半徑得到的圓1，稱為全阻抗繼電器的特性圓。方向阻抗繼電器：以Zset為直徑，圓周通過(guò)B點(diǎn)得到的圓2，稱為方向抗繼電器的特性圓。由特性圓2可以看出，當(dāng)方向阻抗繼電器的整定阻抗角與線路的阻抗角相等，即時(shí)，繼電器的動(dòng)作阻抗Zop最大（等于圓的直徑），保護(hù)范圍最長(zhǎng)，繼電器最靈敏。此時(shí)的整定阻抗角稱為阻抗繼電器的最大靈敏角，用表示。注意：全阻抗繼電器在線路反方向短路時(shí)也動(dòng)作，即繼電器沒(méi)有方向性，因此，必須和方向元件配合使用使以其反方向短路時(shí)不動(dòng)作。6.6距離保護(hù)簡(jiǎn)介整流型全阻抗繼電器：“全阻抗”－－無(wú)方向性電抗變壓器中間變壓器6.6距離保護(hù)簡(jiǎn)介整流型全阻抗繼電器：“全阻抗”－－無(wú)方向性電抗變壓器中間變壓器學(xué)習(xí)這種比較的思路6.6距離保護(hù)簡(jiǎn)介《化妝品術(shù)語(yǔ)》起草情況匯報(bào)中國(guó)疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所一、標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)和下達(dá)時(shí)間2006年衛(wèi)生部政法司要求各標(biāo)委會(huì)都要建立自己的術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)。1ONE二、標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)研制經(jīng)費(fèi)：3.8萬(wàn)三、標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)意義術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)有利于行業(yè)間技術(shù)交流、提高標(biāo)準(zhǔn)一致性、消除貿(mào)易誤差，作為標(biāo)準(zhǔn)體系中的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)在各個(gè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系中均起著重要的作用。隨著我國(guó)化妝品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)逐步加快，所涉及的術(shù)語(yǔ)和定義的數(shù)量也在迅速增長(zhǎng)，在此情形下，化妝品術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)的制定就顯得尤為重要。四、標(biāo)準(zhǔn)的制訂原則1.合法性遵守《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例》、《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例實(shí)施細(xì)則》中關(guān)于化妝品的定義。2.協(xié)調(diào)性直接引用或修改采用的方式，與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的術(shù)語(yǔ)和定義相協(xié)調(diào)。3.科學(xué)性對(duì)于沒(méi)有國(guó)標(biāo)或定義不統(tǒng)一的術(shù)語(yǔ)，在定義時(shí)體現(xiàn)科學(xué)性的原則。4.實(shí)用性在標(biāo)準(zhǔn)體系中出現(xiàn)頻率較高，與行業(yè)聯(lián)系較緊密的術(shù)語(yǔ)優(yōu)先選用。五、標(biāo)準(zhǔn)的起草經(jīng)過(guò)

第一階段：資料搜集

搜集國(guó)內(nèi)外相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、文獻(xiàn)并對(duì)國(guó)外文獻(xiàn)如美國(guó)21CFR進(jìn)行翻譯。第二階段：2007年末形成初稿

初稿內(nèi)容包括一般術(shù)語(yǔ)、衛(wèi)生化學(xué)術(shù)語(yǔ)、毒理學(xué)術(shù)語(yǔ)、微生物術(shù)語(yǔ)、產(chǎn)品術(shù)語(yǔ)、人體安全和功效評(píng)價(jià)術(shù)語(yǔ)，常用英文成份術(shù)語(yǔ)等７部分。第三階段：專家統(tǒng)稿1.2007年12月第一次專家統(tǒng)稿會(huì)（修訂情況：1.在結(jié)構(gòu)上增加原料功能術(shù)語(yǔ)、相關(guān)國(guó)際組織和科研機(jī)構(gòu)等內(nèi)容；2.在內(nèi)容上增加一般術(shù)語(yǔ)、產(chǎn)品術(shù)語(yǔ)的種類，將化妝品行業(yè)的新產(chǎn)品類別納入本標(biāo)準(zhǔn)；3.對(duì)于毒理學(xué)、衛(wèi)生化學(xué)、微生物學(xué)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行修改；4.刪除與化妝品聯(lián)系不緊密、無(wú)存在必要的常用英文成分術(shù)語(yǔ)。2.2009年1月第二次專家統(tǒng)稿會(huì)會(huì)議意見(jiàn)：1.修改能引用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的盡量引用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)存在歧義的個(gè)別用詞進(jìn)行修改。2.刪除由于本標(biāo)準(zhǔn)中的“產(chǎn)品術(shù)語(yǔ)”一章和香化協(xié)會(huì)所制定的某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)存在重復(fù)，因此刪除“產(chǎn)品術(shù)語(yǔ)”一章的內(nèi)容；對(duì)“原料功能術(shù)語(yǔ)”的內(nèi)容進(jìn)行梳理，刪除了20余條內(nèi)容。3.增加專家建議增加“化妝品限用物質(zhì)”等若干項(xiàng)術(shù)語(yǔ)。第四階段：征求意見(jiàn)2009年2月面向全國(guó)公開(kāi)征求意見(jiàn)。第五階段：征求意見(jiàn)的處理與形成送審稿。在征求意見(jiàn)的處理階段再次征求了相關(guān)專家的意見(jiàn)。六、標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容依據(jù)1.《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例》、《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例實(shí)施細(xì)則》;2.《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》;3.美國(guó)21CFR；4.相關(guān)領(lǐng)域國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)如：GB5296.3-2008消費(fèi)品使用說(shuō)明化妝品通用標(biāo)簽，GB/T14666-2003分析化學(xué)術(shù)語(yǔ)等；5.國(guó)內(nèi)外化妝品的相關(guān)文獻(xiàn)，如《化妝品監(jiān)督管理及安全性評(píng)價(jià)》等。七、標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容（一）結(jié)構(gòu)：1.范圍2.一般術(shù)語(yǔ)3.毒理學(xué)試驗(yàn)方法術(shù)語(yǔ)4.衛(wèi)生化學(xué)檢驗(yàn)方法術(shù)語(yǔ)5.微生物檢驗(yàn)方法術(shù)語(yǔ)6.人體安全性和功效性評(píng)價(jià)術(shù)語(yǔ)7.常用原料術(shù)語(yǔ)8.縮寫9.中英文索引（二）主要內(nèi)容：1).一般術(shù)語(yǔ)39條